KR101274944B1 - 부분 보강에 의한 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법 - Google Patents

Abstract

교각과 같은 기둥구조물의 휨 보강 및 연성 보강을 통해 궁극적으로는 기둥구조물의 내진보강이 가능하도록 한 기둥구조물 보강방법에 대한 것으로써, 교각과 같은 기둥구조물의 휨 보강 및 연성 보강을 동시에 시공할 수 있도록 하여 기둥구조물의 내진보강에 유리한 기둥구조물의 보강 방법에 대한 것이다.
이에 기초부 상면과 접하는 기둥구조물의 주위는 기둥구조물의 단면을 확장시켜 기초부와 일체화되도록 한 휨 강성 확대부를 통해 기둥구조물의 휨 강성을 보강시키고, 상기 휨 강성 확대부의 연성보강을 위하여 강판 또는 섬유시트와 같은 연성보강재를 이용하여 상기 휨 강성 확대부의 연성을 부분 보강시키는 단계;가 포함되는 부분 보강에 의한 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법이 개시된다.

Description

부분 보강에 의한 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법{COLUMN STRUCTURE REINFORCING METHOD FOR BENDING AND DUCTILITY BY PARTIAL REINFORCING}

본 발명은 부분 보강에 의한 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 교각과 같은 기둥구조물의 휨 보강 및 연성 보강을 동시에 시공할 수 있도록 하여 기둥구조물의 내진보강에 유리한 기둥구조물의 보강 방법에 대한 것이다.

국내에서도 지진피해에 대한 중요성이 강조되면서 내진설계가 채택되기 이전에 건설된 교량구조물에 대한 내진보강이 중요한 사회적 이슈로 부각되고 있다.

이에 상기 교량구조물 특히 기둥(교각)의 보강이 주목받고 있는데 이를 목적별로 구분하면, 연성보강 및 휨 강성보강으로 크게 구분할 수 있다.

상기 연성보강은 기둥(교각)의 횡 변위 능력을 향상시키는 공법으로 지진 발생 시 기둥(교각)에 어느 정도의 손상은 허용하더라도, 기둥(교각)의 파괴는 막기 위한 공법이다.

관련하여 내외 내진 설계기준을 보면, 약한 지진에는 탄성 영역내에서 거동을 하여 교각에 손상이 발생하지 않아야 하고, 강한 지진에는 어느 정도의 손상은 인정하더라도 심각한 손상은 발생하지 않아야 한다고 규정하고 있다.

우리나라에 내진설계가 도입되기 전에 설계된 많은 기둥(교각)은 약 지진에서 탄성거동을 보인다고 장담할 수 없는 상태이며, 만약 이러한 기둥(교각)에 휨 강성 보강을 하지 않고 연성보강만을 실시한다면, 약 지진 상태에서도 기둥(교각)에 균열 또는 콘크리트 탈락 등의 손상이 발생할 수 있다.

또한, 강 지진 발생 시에는 기둥(교각) 자체의 전도 또는 파괴는 방지할 수 있을지 몰라도, 과도한 횡 변위 발생으로 지진발생 후 기둥(교각)의 재사용이 어려울 수도 있으며, 심한 경우에는 상부구조물의 낙교도 발생할 수 있게 된다.

반면, 기둥(교각)의 휨 강성보강은 기둥(교각)의 휨 강성이 기존 내진 설계법에 의한 설계보다 적을 경우에는 실시하는 공법으로 휨 내하력을 증대시키는 공법이다.

즉, 교각 등 콘크리트 구조물은 일반적으로 휨 내하력을 전단내하력보다 작게 설계하여 연성파괴가 발생할 수 있도록 설계하고 있으나, 과도한 휨 강성 저하는 상기에 기술한 바와 같이 과도한 횡 변위 발생으로 지진발생 후 기둥(교각)의 재사용이 어려울 수도 있으며, 심한 경우에는 상부구조물의 낙교도 발생할 수 있게 된다.

이에 상기 휨 강성 또는 연성 보강을 위한 여러 가지 공법이 소개된 바 있다.

예컨대, 도 1a와 같이 장비를 이용하여 섬유(탄소섬유 또는 아리미드섬유) 시트를 이용한 기둥구조물 전제 단면을 감싸도록 하는 보강공법이 소개되어 있다.

하지만, 섬유시트를 기둥의 외부 표면에만 에폭시를 이용하여 부착시키고, 기둥과 상부 및 하부구조물의 연결부위에 대해서는 별도의 보강수단을 강구하지 않기 때문에 구조적으로 상.하 연결부위가 취약하여, 특히 지진 및 부등침하로 인한 수평하중에 매우 취약하다는 문제점이 지적된 바 있다.

반면에 중장비를 이용하지 않고, 간단하게 탄소섬유시트를 기둥(교각)에 에폭시를 이용하여 부착시키는 방법도 소개되어 있다.

즉, 기둥(교각)의 원주방향으로 탄소섬유시트를 감싸도록 설치하여 교각의 연성능력을 향상시키는 섬유시트 부착 공법은

공법이 간단하여 비숙련공이 작업하여도 되며, 중장비가 필요하지 않음. 또한 최소한의 교통통제만으로 단기간에 공사를 완료할 수 있고,

탄소섬유시트와 내부 기둥과의 부착은 교각 연성보강에 거의 영향을 미치지 않을 뿐 만 아니라, 오히려, 비 부착상태에서의 연성보강효과가 더 좋은 것으로 연구되어져, 확실한 부착을 위한 추가의 공정이 필요하지 않다는 장점이 있다.

하지만, 이러한 섬유시트 부착 공법들은 기둥(교각)의 휨 강성을 증대시키기는 매우 어렵다는 문제점이 있게 된다.

즉, 섬유시트 부착 공법으로 기둥(교각)의 휨 강성을 증대시키기 위해서는 섬유시트를 교각의 높이 방향으로 부착하고 이를 기초부에 확실히 정착시켜야 하는데,

기초부에 섬유시트를 정착시킬 수 있는 유효한 방법이 달리 소개되어 있지 않고 있을 뿐 만 아니라, 설사 기초부에 정착시켜 휨강성을 증대시켰다 하더라도 특히 탄소섬유시트의 경우 파괴 변형율이 철근의 1/10 이하라서 연성 능력이 현저히 떨어지게 되어 휨강성을 증대시키는 목적으로의 내진 보강으로는 부적합하다는 문제점이 있었다.

또한 연성보강 방법으로써, 도 1b와 같이 기둥구조물 표면을 강판(20)으로 보강하는 종래의 기둥구조물 보강공법이 소개되어 있다.

이러한 공법은 휨과 전단에 매우 효과적이므로 많이 이용되고 있으나, 기존 기둥구조물과 강판 사이의 충진이나 부착이 완전히 이루어지지 않기 때문에 충분한 보강효과를 기대할 수 없다는 문제점이 있으며,

또한 휨 강성 보강 효과를 가지기 위해서는 기둥(교각) 주위를 감싸고 있는 강판을 기초부에 확실히 정착시켜야 하는데, 여기에 많은 공사비가 소요될 뿐 만 아니라 정착의 신뢰성이 의문시 되고 있다.

나아가, 단면확대 공법(콘크리트 덧씌우기 공법)도 소개되어 있는데, 교각 기둥 주위에 별도의 주철근과 띠철근을 배근하고 (주철근은 기초에 고정) 일정한 휨강성을 유지할 수 있도록 기둥 두께를 증대시키는 방법으로, 주로 교각의 휨강성 보강에 활용하고 있다.

하지만 이러한 단면확대 공법은 기둥(교각)의 휨 강성 보강에는 효과적이기는 하지만 주철근, 띠철근을 배근하는 작업등에 있어 시공이 복잡하다는 단점이 발생하게 된다.

이에 도 1c와 같이 기존 기둥구조물과 에폭시를 이용하여 보강판을 부착시키지 않고, 기존 기둥구조물로부터 일정간격을 두고 원통형 보강판(40)을 설치하고,

그 보강판으로부터 일정간격을 두고 거푸집을 설치하고,

상기 기존 기둥구조물과 보강판 및 거푸집사이로 콘크리트(60)를 타설하여, 기존 기둥구조물과 보강판이 일체화되어, 거동하게 함으로서(일종의 단면확대를 통한 기둥구조물보강공법), 에폭시의 기존 기둥구조물과의 부착문제를 해결할 수 있고,

기존의 기둥구조물의 단면이 어떠한 형상이든(사각형, 원형, 타원형, 다각형) 기둥구조물에 작용하는 압축력에 의한 기둥의 팽창력을 구속하는데 가장 유리한 원형단면으로서 전체적인 형상이 원통형상인 보강판(반원형 보강판 2개를 결속한 것)을 이용함으로써, 보강효과의 최적화를 이룰 수 있도록 한 것이다.

나아가 기둥구조물과 상.하부 구조물(70,80)의 연결부에 별도의 연결철물(50, 철근, 앵커볼트, 앵글 등)을 설치하고, 보강판을 설치한 후, 상기 연결철물이 확대되는 단면적안에 포함되도록 콘크리트를 타설하므로 기둥구조물의 상.하부구조물과 일체로 거동할 수 있도록 하여 지진 등과 같은 수평하중에 의한 전단내력이 커져 기둥구조물의 내진성능이 양호한 기둥구조물보강장치가 소개되어 있다.

하지만 이러한 단면확대를 통한 기둥구조물보강공법에 의하는 경우 휨 보강에는 효과적일지 모르지만 확장된 단면 콘크리트도 외부에 노출되어 있으므로 시간이 경과함에 따라 균열 등이 발생할 수밖에 없고, 이와 같이 단면을 확장시키는 경우 추후 보강 시에는 단면 확장할 수 있는 공간이 부족하여 장기적으로는 효율적이지 못할 수 있다는 문제점이 발생하게 된다.

나아가 기둥(교각) 전체 단면 확대에 의해 예컨대 고가도로 하부 도로폭이 줄어들 수 밖에 없어 도로의 차선 감소 또는 인도 폭 감소가 불가피하며, 통행 제한에 따른 공사기간이 길어져, 교통흐름에 많은 지장을 줄 수밖에 없다는 문제점이 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써,

교량구조물에 있어 기둥(교각)의 휨+연성 보강공법을 동시에 적용할 수 있도록 함으로써, 기둥(교각)의 휨과 연성을 동시에 보강할 수 있도록 한 것으로써,

기존 내진설계법의 의한 재설계를 실시한 결과 휨 강성이 부족하여 약 지진 상태에서도 교각에 손상이 발생할 수 있다고 판단되는 교각에 대하여 휨 강성을 보강하고, 더불어 강진에 대비하여 연성보강을 동시에 실시하는 방법이라 할 수 있다.

이에 본 발명은 교각과 같은 기둥구조물 보강에 있어 하중작용 및 시간이 경과함에 따른 기둥구조물의 휨 보강과 연성보강을 통해 보다 효과적인 기둥구조물 보강이 가능하도록 할 수 있는 기둥구조물 보강방법 제공을 그 해결하고자 하는 기술적 과제로 함을 알 수 있다.

이를 해결하기 위하여 본 발명은

첫째, 휨 강성이 부족한 기둥(교각)에 대한 휨 강성 및 연성 보강을 동시에 이루고자, 기둥 하부에 소정의 휨 강성 증대를 위하여 필요한 높이만큼만 콘크리트 덧씌우기 공법을 채택하고,

기둥 하부에 위치한 콘크리트 덧씌우기 공법에 의해 기존 기둥과 덧씌운 부분의 기둥사이에 단차가 발생하여 구조적 취약부가 될 수 있으므로 이 부분에는 강판 또는 탄소섬유시트로 연성보강이 실시되도록 하였다.

즉, 기초부 상면과 접하는 기둥구조물의 주위는 기둥구조물의 단면을 확장시켜 기초부와 일체화되도록 한 휨 강성 확대부를 통해 기둥구조물의 휨 강성을 보강시키는 단계; 및

상기 휨 강성 확대부의 연성보강을 위하여 강판 또는 섬유시트와 같은 연성보강재를 이용하여 상기 휨 강성 확대부의 연성을 부분 보강시키는 단계;를 통해 전체보강이 아닌 부분 보강에 의해서도 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법이 제공될 수 있도록 한 것이다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 의한 부분 보강은 기초부 상면과 접하는 기둥구조물의 주위와 일 부위에 단면 확장 콘크리트에 의하여 휨 강성 확대부를 형성시키고,

이러한 휨 강성 확대부를 연성보강재에 의하여 연성보강함으로써 기둥구조물 전체를 휨 보강 또는 연성보강하는 것이 아니라, 최소한의 필요한 부위에 휨 보강과 연성보강을 용이하게 실시할 수 있도록 한 것이라 할 수 있다.

둘째, 상기 휨 강성 확대부의 상면 높이는 기둥구조물 주변의 지반 또는 도로 표면까지만 형성되도록 하여 외부에 노출되는 기둥구조물의 단면확대를 제한하도록 함으로써, 주변 교통 제한을 최소화 할 수 있도록 하고, 단면 확장에 의한 도로 폭 감소 등에 의한 문제점이 발생되지 않도록 한 것이다.

셋째, 휨 강성 확대부는 기둥구조물 주위의 기초부 상면에 앵커볼트와 같은 연결재의 하단이 고정되어 상방으로 연장되도록 한 상태에서 횡방향 철근을 연결재를 감싸도록 설치한 후, 상기 연결재 및 횡방향 철근이 매립되도록 단면 확장 콘크리트를 타설하여 기둥구조물의 단면을 확장시켜 형성되도록 하거나.

상기 기초부 상면에 고정된 연결재 주위에 분할된 거푸집 용 세그먼트 플라스틱 관을 배치하되 상기 세그먼트 플라스틱 관 외주면에 섬유시트를 부착시키고, 상기 세그먼트 플라스틱 관 내부에 연결재, 횡방향 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 단면확장 콘크리트 형성시켜 휨 강성 확대부가 형성될 수 있도록 하였다.

넷째, 본 발명의 연성보강재는

상기 기초부 상면에 고정된 연결재 주위에 분할된 거푸집 겸용 세그먼트 강판을 배치하고, 상기 세그먼트 강판 내부에 연결재, 횡방향 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 단면확장 콘크리트를 통한 휨 강성 확대부를 형성시켜, 상기 세그먼트 강판과 단면확장 콘크리트가 일체화되도록 하여 상기 세그먼트 강판에 의하여 휨 강성 확대부의 연성이 보강되도록 하거나,

상기 기초부 상면에 고정된 연결재 주위에 분할된 거푸집용 세그먼트 플라스틱 관을 배치하되 상기 세그먼트 플라스틱 관 외주면에 섬유시트를 부착시키고, 상기 세그먼트 플라스틱 관 내부에 연결재, 횡방향 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 단면확장 콘크리트 형성시켜 휨 강성 확대부를 형성시켜, 상기 섬유시트가 부착된 세그먼트 플라스틱 관과 단면확장 콘크리트가 일체화되도록 하여 상기 세그먼트 플라스틱 관에 의하여 휨 강성 확대부의 연성이 보강되도록 하였다.

본 발명에 의하여 종래 기둥 구조물의 보강효과가 최적화됨으로써 보다 효율적이면서도 종래 공법과 대비하여 경제성을 충분히 확보할 수 있으므로 효과적인 기둥구조물 보강이 가능하게 된다.

구체적으로 살펴보면, 콘크리트 덧씌우기를 도로면 하부까지만으로 한정함에 의해 고가도로 하부 도로의 교통흐름에 방해를 주지 않으며,

기존 휨 강성 보강 공법인 기둥 전단면 콘크리트 덧씌우기 공법에 비해 경제적이며, 기존 공법에 비해 단기간에 공사를 완료할 수 있으며, 강판덧씌우기 공법에 비해 보다 확실한 휨 강성 보강효과를 나타낼 수 있게 되어

결국, 기둥구조물의 휨+연성 보강을 담보할 수 있게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1a는 종래 섬유시트를 이용하여 보강된 기둥구조물 정면도,
도 1b는 종래 강판을 이용하여 보강된 기둥구조물 정면도,
도 1c는 종래 원통형 보강판을 이용하여 보강된 기둥구조물의 정면도
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 본 발명에 의한 기둥구조물 보강 상태도를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 현장타설 방식의 단면 확장콘크리트의 시공사시도를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 프리캐스트 방식의 단면 확장콘크리트의 시공사시도를 도시한 것이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명에 의한 보강대상 구조물은 교량의 교각과 같이 기초부(110)와 기초부 상면에 상방으로 연장된 기둥구조물(120)을 대상으로 한다.

이에 상기 기초부 상면과 기둥구조물 하부는 서로 일체로 연결되어 연결부(A)가 형성되는데 이러한 연결부(A)는 특히 내진보강에 있어 필연적으로 보강해야할 부위가 된다.

이에 기존 기초부(110)와 기둥구조물(120)을 보강할 수 있도록, 교각 하부 지반을 최소한으로 터파기 하여 작업공간을 확보할 수 있도록 한다.

이에 먼저, 도 2a 및 도 2b와 같이 기둥구조물(120)의 하부와 기초부(110)의 연결부를 보강하기 위하여 단면확장 콘크리트(200)를 형성시키게 된다.

즉, 기초부(110) 상면과 접하는 기둥구조물(120)의 주위에 후술되는 단면확장 콘크리트(200)를 형성시켜 휨 강성 확대부를 통해 기둥구조물(120)의 휨 강성을 보강하게 된다.

이때, 단면 확장 콘크리트(200)가 기초부(110)와 일체화되지 않으면 기둥구조물(120)의 단면만 단순 확장하는 것이 되기 때문에 휨 보강에 큰 효과를 가지지 못하게 된다.

이에 먼저, 기둥구조물(120) 주변의 기초부(110) 상면을 따라 앵커볼트와 같은 연결재(210)를 다수 고정 설치하되, 상기 연결재(210)는 기초부(110) 상면으로부터 상방으로 돌출되어 연장되도록 하게 된다.

이러한 연결재(210)는 단면확장 콘크리트(200)를 기초부(110)와 일체화시키는 기능을 하게 된다.

또한 이러한 연결재(210)는 횡방향 철근(220, 띠철근)에 의하여 감싸지도록 하여 단면확장 콘크리트(200) 내부에서 연결재(210)와 횡방향 철근(220)이 보강철근으로 기능하도록 하게 된다.

다음으로 도 2b와 같이 상기 연결재(210), 횡방향 철근(220)이 매립되도록 하는 방식으로 단면확장 콘크리트(200)를 형성하여 기둥구조물(120)의 단면을 확장시키게 된다.

이러한 단면확장 콘크리트(200)는 현장타설 또는 프리캐스트 방식으로 형성시킬 수 있다.

첫째, 도 3a 및 도 3b와 같이 상기 현장타설 방식을 살펴보면 먼저, 기둥구조물(120)의 외주면 형상에 따라 예컨대 원형 단면의 기둥구조물인 경우에는 반원형 형태의 강판(400a,400b) 2개(2개 이상도 가능하다.)를 제작하여 단면확장 콘크리트(200)가 형성될 부위에 먼저 설치하고,

상기 반원형 형태의 강판(400a,400b)의 연결단부를 서로 별도의 클램프와 같은 통상의 연결철물(미도시)로 구속하고,

상기 반원형 형태의 강판(400a,400b) 내부에 단면확장용 콘크리트(B)를 타설하여 즉, 연결재와 횡방향 철근이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 단면확장 콘크리트(200)에 의한 휨 강성 보강부가 형성되도록 하게 된다.

즉, 반원형 형태의 강판(400a,400b)이 일종의 거푸집 역할을 하도록 하면서,

단면확장 콘크리트(200)와 일체화된 반원형 형태의 강판(400a,400b)이 다시 휨 강성 보강부의 연성 보강이 가능하도록 한 것이다.

이에 본 발명은 반원형 형태의 강판(400a,400b)이 휨 강성 보강 및 연성보강에 모두 이용될 수 있도록 함을 알 수 있다.

이러한 연성보강을 위하여 예컨대 탄소섬유시트를 이용하는 방법도 있다.

즉, 도 3a 및 도 3b와 같이 먼저, 반원형 형태의 강판(400a,400b)은 그 제작 및 운반과 설치가 용이하지 않을 수 있다.

이에 본 발명은 반원형 형태의 강판(400a,400b)의 재질을 플라스틱 재질과 같이 유연성을 가지면서도 가공이 쉽고 운반 및 설치가 용이하도록 제작하게 된다.

이에 이러한 반원형 형태의 플라스틱판(형태는 강판과 동일)을 기둥구조물(120)의 외주면 형상에 따라 예컨대 원형 단면의 기둥구조물인 경우에는 반원형 형태의 플라스틱판 2개(역시 3개 이상도 가능하다)를 제작하여 단면확장 콘크리트(200)를 형성시킬 위에 먼저 설치하고,

역시 상기 반원형 형태의 플라스틱판의 연결단부를 서로 별도의 클램프와 같은 통상의 연결철물(미도시)로 구속하고,

상기 반원형 형태의 플라스틱판 내부에 단면확장용 콘크리트를 타설하여 즉, 연결재(210)와 횡방향 철근(220)이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 단면확장 콘크리트(200)에 의한 휨 강성 보강부가 형성되도록 하여, 반원형 형태의 플라스틱판(500a,500b)이 일종의 거푸집 역할을 하도록 한 것이다.

다음으로 상기 반원형 형태의 플라스틱판(500a,500b) 외주면에 예컨대 탄소 섬유시트(300)를 부착시켜, 기둥구조물(120)의 연성보강이 가능하도록 한 것이다.

이에 기둥구조물(120)의 휨 강성 보강부는 단면확장 콘크리트(200)에 의하여 달성되고, 연성보강은 탄소 섬유시트(300)에 의하여 달성됨을 알 수 있다.

이에 예컨대 도 3a 또는 도 3b와 같은 방식을 이용하여 단면확장 콘크리트(200)를 형성시킨 다음에는

도 2c와 같이 터파기 된 부위를 다시 되메우기 하여 현장을 마무리하고, 기둥구조물(120) 보강이 완료될 수 있도록 하게 된다.

둘째, 상기 프리캐스트 방식에 의한 단면확장 콘크리트 형성방법을 살펴보면 위에서 살펴본 단면확장 콘크리트(200)에 의한 휨 강성 보강부를 미리 공장에서 제작한 후,

이를 기초부(110)와 일체로 형성시켜, 본 발명의 단면확장 콘크리트에 의한 휨 강성 보강부를 형성시키는 방식이다.

이에 먼저, 도 4a 및 도 4b와 같이 기둥구조물(120) 주변의 기초부(110) 상면을 따라 앵커볼트와 같은 연결재(210)를 다수 고정 설치하되, 상기 연결재(210)는 기초부(110) 상면으로부터 상방으로 돌출되어 연장되도록 하게 된다.

다음으로 제작, 운반 및 설치에 따라 일정한 크기의 세그먼트로 구분된 상기 연결재에 끼워지도록 형성된 프리캐스트 단면확장 콘크리트(600a,600b)를 설치하게 된다.

물론, 프리캐스트 단면확장 콘크리트(600a,600b)는 연결재가 끼워지도록 상하관통구멍(610)을 더 형성시키고, 모르타르와 같은 충진재(620)를 채워 넣어, 결국, 프리캐스트 단면확장 콘크리트(600a,600b)와 기초부(110)가 서로 일체화되어, 현장에서 작업을 최소활 시킬 수 있음을 알 수 있다.

이에 프리캐스트 단면확장 콘크리트(600a,600b)의 설치가 완료되면, 그 외주면에 탄소 섬유시트(300)를 부착시켜, 기둥구조물(120)의 연성보강이 가능하도록 하게 된다.

이에, 본 발명은 휨 강성 보강은 단면확장 콘크리트(200)를 통해 가능하도록 하고,

연성보강은 단면확장 콘크리트(200)에 있어 외주면에 강판을 설치하거나, 탄소 섬유시트(300)를 부착시키는 일 부분 보강에 의하여 최종 기중구조물(120)의 휨 강성 및 연성보강이 가능하도록 함을 알 수 있다.

나아가, 상기 다음으로 상기 단면확장 콘크리트(200)에 의한 기둥보강은 지상 또는 수중에 위치한 기둥구조물(120)을 대상으로 할 수 있는데,

먼저, 지상에 설치된 기둥구조물(120)을 보강할 때는, 도 2a 및 도 2b와 같이 단면확장 콘크리트(200)의 상면이 기둥구조물(120) 주변의 지반 또는 도로 표면까지만 형성되도록 하여(H1=H2) 외부에 노출되는 기둥구조물(120)의 부위를 최소화 할 수 있도록 함이 바람직하다.

물론 수중의 경우에는 단면확장 콘크리트(200) 형성을 위해 달리 제한적인 요소는 없지만, 공사범위를 최소화하기 위해서는 그 형성 높이를 최적화시켜 경제적인 시공이 가능하도록 함이 바람직하다.

110: 기초부
120: 기둥구조물
200: 단면확장 콘크리트
210: 연결재
220: 횡방향 철근(띠 철근)
300: (탄소)섬유시트
400a,400b: 반원형 형태의 강판
500a,500b: 반원형 형태의 플라스틱판
600a,600b: 프리캐스트 단면확장 콘크리트

Claims (7)

1. 육상의 기초부(110) 상면에 상방으로 연장된 기둥구조물(120)의 보강방법에 있어서,
   상기 기초부(110) 상면과 접하는 기둥구조물(120)의 주위는 기둥구조물(120)의 단면을 확장시켜 기초부(110)와 일체화되도록 한 휨 강성 확대부를 통해 기둥구조물(120)의 휨 강성을 보강시키는 단계; 및 상기 휨 강성 확대부의 연성보강을 위하여 강판 또는 섬유시트와 같은 연성보강재를 이용하여 상기 휨 강성 확대부의 연성을 부분 보강시키는 단계;를 포함하며,
   상기 연성보강재는 상기 기초부(110) 상면에 고정된 연결재(210) 주위에 분할된 거푸집용 세그먼트 플라스틱 판을 배치하되 상기 분할된 형태의 플라스틱판(500a,500b) 외주면에 섬유시트(300)를 부착시키고, 상기 분할된 형태의 플라스틱판(500a,500b) 내부에 연결재(210), 횡방향 철근(220)이 매립되도록 콘크리트를 타설하여 단면확장 콘크리트(200) 형성시켜 휨 강성 확대부를 형성시킴으로서, 상기 섬유시트(300)가 부착된 분할된 형태의 플라스틱판(500a,500b)과 단면확장 콘크리트(200)가 일체화되도록 하여 상기 분할된 형태의 플라스틱판(500a,500b)에 의하여 휨 강성 확대부의 연성이 보강되도록 하는 것을 특징으로 하는 부분 보강에 의한 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 휨 강성 확대부의 상면 높이는 기둥구조물(120) 주변의 지반 또는 도로 표면까지만 형성되도록 하여 외부에 노출되는 기둥구조물(120)의 단면확대를 제한하도록 하는 것을 특징으로 하는 부분 보강에 의한 기둥구조물의 휨 강성 및 연성보강 방법.
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